package com.lbc.avl;

public class AVLTreeDemo {
    //  平衡二叉树(AVL树)：左旋转、右旋转、双旋转
    public static void main(String[] args) {
//        int [] arr = {4,3,6,5,7,8};
        int [] arr = {10,12,8,7,9,6};
        // 创建一个AVLTree对象
        AVLTree avlTree = new AVLTree();
        // 添加节点
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            avlTree.add(new Node(arr[i]));
        }
        // 中序遍历
        System.out.println("中序遍历~~");
        avlTree.infixOrder();
        System.out.println("平衡处理后：");
        System.out.println("树的高度 = " + avlTree.getRoot().height());  // 4
        System.out.println("树的左子树的高度 = " + avlTree.getRoot().leftHeight());  // 1
        System.out.println("树的右子树的高度 = " + avlTree.getRoot().rightHeight()); // 3

        System.out.println(avlTree.getRoot());
    }

}

//  创建AVL树
class AVLTree {
    private Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    public void setRoot(Node root) {
        this.root = root;
    }

    //  查找要删除的节点
    public Node search(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.search(value);
        }
    }

    //  查找要删除节点的父节点
    public Node searchParent(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.searchParent(value);
        }
    }

    /**
     *   1.返回以 node 为根节点的二叉排序树的最小节点的值
     *   2.删除以 node 为根节点的二叉排序树的最小节点
     * @param node  传入的节点(当做二叉排序树的根节点)
     * @return   返回以 node 为根节点的二叉排序树的最小节点的值
     */
    public int delRightTreeMin(Node node) {
        Node target = node;
        // 循坏的查找左节点，就会找到最小值
        while (target.left != null) {
            target = target.left;
        }
        //  这时就指向了最小节点
        // 删除最小节点
        delNode(target.value);
        return target.value;
    }

    // 删除节点
    public void delNode (int value) {
        if (root == null) {
            return;
        } else {
            //  1.需要先找到要删除的节点 targetNode
            Node targetNode = search(value);
            //  如果没有找到要删除的节点
            if (targetNode == null) {
                return;
            }
            //  如果我们发现当前的这个二叉树只有一个节点
            if (root.left == null && root.right == null) {
                root = null;
            }
            //  2.去找到targetNode的父节点
            Node parent = searchParent(value);
            //  如果要删除的节点是叶子节点
            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                // 判断targetNode 是父节点的左子节点还是右子节点
                if (parent.left != null && parent.left.value == value) {
                    parent.left = null;
                } else if (parent.right != null && parent.right.value == value) {
                    parent.right = null;
                }
            } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
                // 待删节点有两棵子树
                int minVal = delRightTreeMin(targetNode.right);
                targetNode.value = minVal;
            } else { // 删除只有一颗子树的节点
                //  如果 targetNode 有左子节点
                if (targetNode.left != null) {
                    if (parent != null) {
                        //  如果 targetNode 是 parent 的左子节点
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.left;
                        } else {  // targetNode 是 parent 的右子节点
                            parent.right = targetNode.left;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.left;
                    }
                } else {
                    if (parent != null) {
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.right;
                        } else {
                            parent.right = targetNode.right;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.right;
                    }
                }
            }
        }
    }

    //  添加节点的方法
    public void add (Node node) {
        if (root == null) {
            root = node;
        } else {
            root.add(node);
        }
    }
    //  中序遍历的方法
    public void infixOrder () {
        if (root == null) {
            System.out.println("空树，不能遍历~~");
        } else {
            root.infixOrder();
        }
    }
}

class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    //   返回左子树的高度
    public int leftHeight () {
        if (left == null) {
            return 0;
        }
        return left.height();
    }
    //   返回右子树的高度
    public int rightHeight () {
        if (right == null) {
            return 0;
        }
        return right.height();
    }
    //  返回以该节点为根节点的树的高度
    public int height() {
        return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
    }
    // 左旋转的方法
    private void leftRotate() {
        //  创建新的节点，以当前节点根节点的值
        Node newNode = new Node(value);
        //  把新的节点的左子树设置成当前节点的左子树
        newNode.left = left;
        // 把新节点的右子树设成当前节点的右子树的左子树
        newNode.right = right.left;
        // 把当前节点的值换成右子节点的值
        value = right.value;
        // 把当前节点的右子树设置成当前节点的右子树的右子树
        right = right.right;
        // 把当前节点的左子树设置成新的节点
        left = newNode;
    }
    // 右旋转的方法
    private void rightRotate() {
        Node newNode = new Node(value);
        newNode.right = right;
        newNode.left = left.right;
        value = left.value;
        left = left.left;
        right = newNode;
    }


    /**
     *     查找要删除节点
     * @param value  要删除节点的值
     * @return   如果找到就返回该节点，否则返回null
     */
    public Node search(int value) {
        if (value == this.value) {
            return this;
        } else if (value < this.value) {
            //  如果左子节点为空
            if (this.left == null) {
                return null;
            }
            return this.left.search(value);
        } else {
            //  如果右子节点为空
            if (this.right == null) {
                return null;
            }
            return this.right.search(value);
        }
    }
    /**
     *   查找要删除节点的父节点
     * @param value  要删除节点的值
     * @return    返回的是要删除节点的父节点，如果没有就返回null
     */
    public Node searchParent (int value) {
        //  如果当前节点是待删除节点的父节点，就返回
        if ((this.left != null&& this.left.value == value)
                || (this.right != null&& this.right.value == value))  {
            return this;
        } else {
            //  如果待查找的值小于当前节点的值,并且当前节点的左子节点不为空
            if (value < this.value && this.left != null) {
                return this.left.searchParent(value);
            } else if (value > this.value && this.right != null) {
                return this.right.searchParent(value);
            } else {
                return null;
            }
        }
    }

    //  添加节点的方法
    //  递归形式添加节点，注意需要满足二叉排序树的要求
    public void add (Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        // 判断传入的节点的值，和当前指数的根节点的值的关系
        if (node.value < this.value) {
            //  当前节点的左子节点为空
            if (this.left == null) {
                this.left = node;
            } else {
                //  递归的向左子树添加
                this.left.add(node);
            }
        } else {
            if (this.right == null) {
                this.right = node;
            } else {
                this.right.add(node);
            }
        }

        //  当添加完一个节点后，如果：（右子树的高度 - 左子树的高度） > 1 ，左旋转
        if (rightHeight() - leftHeight() > 1) {
            if (right != null && right.leftHeight() > right.rightHeight()) {
                right.rightRotate();  // 先对当前节点的左节点 =》 左旋转
            }
            leftRotate();  //  左旋转
            return;  // !!! 必须要
        }
        if (leftHeight() - rightHeight() > 1) {
            //  如果 左子节点的右子树的高度 大于 左子节点的左子树的高度
            if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()) {
                left.leftRotate();  // 先对当前节点的左节点 =》 左旋转
            }
            rightRotate();  //  右旋转
        }
    }

    // 中序遍历
    public void infixOrder () {
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println(this);
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }
}

